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1、型钢混凝土梁裂缝与变形探究 【摘要】：随着我国经济建设的快速发展，各种各样的建筑新结构形式不断的涌现。型钢混凝土结构以其自重轻、承载力高、截面尺寸小、节约材料、抗震性能好及改善结构功能等突出优点,在建筑结构中得到了普遍的应用。本文针对型钢混凝土梁的性能及裂缝变形作了简要的分析与阐述。【关键词】：型钢；混凝土梁；裂缝；变形中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：引言7型钢混凝土结构是在钢筋混凝土内部埋置型钢或焊接钢构件而形成的结构。由于其承载力高、抗震及耐久性能好等特点,被广泛运用于各种工程结构中,这种结构在欧美以及日本
2、等国家已经得到了广泛的运用,尤其是在日本这样一个多地震的国家，型钢混凝土结构已经成为了中高层建筑特别是高层、大跨、重载结构的首选结构形式。近年来,虽然我国对于型钢混凝土梁结构的设计理论已经有了较大的发展,我国也开始了对于型钢混凝土结构的推广使用,且已经建成了一些具有代表性的中高层建筑。但还不能适应工程实际的需要。目前我国最主要的分歧是对型钢和混凝土间粘结滑移的不同考虑，对型钢混凝土受弯构件也没有形成统一的计算理论,也没有编制专门针对型钢混凝土结构的设计规范,因此,对型钢混凝土受弯构件的承载能力、破坏形态、延性、粘结性能等力学
3、性能及其影响因素进行深入研究防止型钢混凝土梁裂缝和变形有着重要的意义。一、型钢混凝土梁的特点型钢混凝土梁结构就是在混凝土中配置型钢。所配型钢的形式有角钢、工字钢、宽翼缘工字钢、双槽钢、双工字钢、箱形方钢管、十字型钢等。型钢混凝土梁结构的优点是施工安装时梁柱型钢架本身就构成了一个强度刚度都比较大的结构体系,可以作为浇筑混凝土时挂模、滑模的骨架,不仅节省了大量模板的支撑,也可以承担施工的荷载。由于减小了梁截面的高度,增加了房间净空,或者降低了房屋的层高与总高。由于截面中配置了型钢,使的构件刚度、承载能力大大的提高,因而很大程度的
4、减小了构件的断面尺寸,明显的增加了房间的使用面积。型钢混凝土结构不仅强度、刚度明显增加,而且延性获得很大的提高,从而成为一种抗震性能很好的结构,尤其适用于抗震要求高的建筑。型钢混凝土结构可以用于柱、梁、框架剪力墙、节点及筒体等各种结构中。7在目前的建筑结构中，受扭构件是普遍存在的，如超高层建筑转换层大梁、框架边梁雨棚梁、承受水平制动作用的吊车梁、体育场和影剧院的眺台梁等。因此结构设计和科研工作中除了考虑弯矩、轴力和剪力对梁的影响外，扭矩也是不容忽视的外力，而且实际工程中很多构件如托梁、阳台梁、地震荷载或风荷载作用下的螺旋形或
5、曲线形楼梯梁、结构竖向构件等，还处于剪力、弯矩和扭矩三种力的共同作用下的复合受扭状态。二、型钢混凝土梁的分类型钢混凝土中配置的型钢形式总的可分为空腹式与实腹式两大类,空腹式配钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢构成的空间桁架式的骨架。空腹式节省钢材,但制作比较复杂,并且制作费与加工费都很高；实腹式型钢由型钢或钢板焊接而成,主要有槽钢、工字钢及H型钢等,实腹式制作简便,承载力比较大。型钢混凝土结构的计算方法关于型钢混凝土结构的计算理论，目前国际上主要有三种类型：（1）强度叠加法它认为型钢混凝土构件的抗弯能力，等于其中外包钢筋混凝土
6、的抗弯能力与钢骨的抗弯能力之和，而不是要求钢骨与外包混凝土完全实现整体的工作。这是一种计算比较简单，计算结果偏于保守，比较实用的方法，应用灵活，应用比较广泛。（2）假定外包混凝土与构件内的钢骨形成一个整体，变形一致，可套用钢筋混凝土有关的理论计算。（3）考虑外包混凝土对钢骨刚度的提高作用，按钢结构稳定理论计算。它适用于含钢量较大的情况。7型钢混凝土裂缝的特征通过比较,SRC梁的平均裂缝间距较RC梁大一些,但其裂缝宽度开展却较小。其主要原因是由于裂缝的开展是由于型钢与钢筋外围混凝土的回缩,而每根型钢及钢筋对混凝土回缩的约束作用
7、有一定的范围。另外,型钢的存在,使得周围一定范围内受拉的有效混凝土面积的增加,这就需要较大长度上的粘结应力来平衡有效混凝土面积上的拉应力。在SRC构件中,由于型钢的加入,增大了有效约束混凝土的区域,故使得SRC构件裂缝宽度较RC构件为小。(2)裂缝一般会是先在纯弯段先出现,然后才再出现在剪跨段。当纯弯段加载的荷载到达极限的50%时,裂缝基本就会出齐,直到构件被破坏时,均都表现为一致的竖向裂缝，剪跨段一般先出现竖向的短小裂缝,加载到一定阶段则逐渐发展为指向加载点的斜向裂缝,剪跨比愈小时,这种现象就会愈加的明显。(3)通过试验可
8、知,裂缝一旦出现就会上升到一定的高度,这个高度约在型钢下翼缘的附近。当裂缝发展到型钢下翼缘的附近时,由于具有较大刚度的型钢的存在,且处于型钢翼缘之间的混凝土应变受到较大的约束,从而延缓和抑制了裂缝向上发展。表型钢混凝土梁最大裂缝宽度允许值(mm)7由于型钢混凝土构件是由型钢、钢筋与混凝土组
